Цифровой широтно-импульсный модулятор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ

РЕСПУБЛИК (ц)у Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

{61) 1478316 (21) 4687801/21 (22} 28.04.89 (46) 23.04.91. Бнш. № 15 (71) Куйбышевский политехнический институт им. З.В. Куйбышева (72) С,Я. Галицков, С.Н. Лысов, А.В. Стариков, А.Г. Макаров и А.И. Тихонов (53) 621376.54(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1478316, кл. Н 03 К 7/08, 1987. (54) ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИПУЛЬСНЫИ

МО ?УЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах передачи и преобразования информации, а также ключевых усилителях мощности. Цель изобретения — повышение надежности.

„.SUÄÄ i644371 А 2

Модулятор содержит счетчики 1, 2 импульсов, счетные триггеры 3-5, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, элементы 8-11 совпадений, формирователи 12, 13 импульсов, инвертор 14, элементы 1517, коммутаторы 18, 19, блок 20 ограничения, узел 21 сброса и шины: выходные 26, 27, входного сигнала

28, знака 29, Введение в.него элемента И-НЕ 22, элементов 23, 24 совпадений и триггера 25 позволяет исключить одновременное появление сигналов высокого уровня на обоих выходных шинах, тем самым расширить область его применения путем использования модулятора в тех устройствах, где одновременное появление сигналов высокого уровня на обоих выходных шинах может привести K аварийной си-, С туации. 2 ил.

1644371

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах передачи и преобразования информации, а также в ключевых усилителях мощности, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1478316.

Целью изобретения является повы-. шение надежности путем исключения одновременного появления сигналов на обоих выходах устройства.

На фиг, 1 приведена функциональная схема цифрового широтно-импульсного модулятора; на фиг. 2 — блок ограничения.

Цифровой широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, счетЖ е триггеры 3-5, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, элементы 8-11 совпадений, формирователи 12 и 13 импульсов, инвертор 14 элементы ИЛИ 15-17, коммутаторы 18 и 19, блок 20 ограничения, узел 21 сброса, элемент И-НЕ

22, элементы 23 и 24 совпадений, триггер 25, выходные шины 26 и 27, шины 28 входного сигнала, шину 29 знака, при этом выход генератора 7 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом счетного триггера 3

/ и первыми входами элементов ИЛИ 15 и 16, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 6 знака, а выходы — соответственно с входами прямого и обратного счета счетчика 1 импульсов, выходы переноса которого соединены с входами элемента 8 совпа-. дения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с входом формирователя 12 импульсов и первым входом элемента 9 совпадений, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход — со счетным входом счетного триггера 4, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, а инверсный выход — с первым входом коммутатора

18 и вторым входом коммутатора 19, входы управления которых соединены с прямым выходом триггера 6 знака, второй вход коммутатора 18 и первый вход коммутатора 19 — с прямым выходом триггера 5, а выходы » с входами элемента И-НЕ 22 и вторыми входами элементов 23 и 24 совпадений, выходы которых соединены соответственно с

30 сигнала, а выходы — с разрядными входами счетчика 1 импульсов. устройство может быть реализовано, например, на интегральных микросхемах серии К155, а именно: счет35 чики 1 и 2 — на К155, ИЕ7, триггеры

3-6 и 25 - на К 155ТМ2, элементы совпадений 8-11, 23 и 24 — на

К 155ЛИ1, формирователи 12 и 13 им40

25 выходными шинами 26 и 27, а первый вход — с инверсным выходом триггера

25, вход установки в "1" которого соединен с выходом элемента И-HE 22, а вход установки в "0" — с выходом узла 21 сброса, вторым входом элемента 11 совпадения, входом установки в "0" счетного триггера 4 и входом установки в "0 счетного триггера 5, счетный вход которого соединен с выходом элемента 10 совпадений, второй вход которого соединен с выходом формирователя 12 импульсов, .а первый вход — с входом формирователя 13 импульсов, первым входом элемента 11 совпадений и выходом счетчика 2 импульсов, разрядные входы которого соединены с общей шиной, счетный вход — с выходом счетного триггера 3, а вход записи информации — с выходом элемента 11 совпадений, входом записи информации счетчика 1 импульсов и входом инвертора 14, выход которого соединен с первым входом триггера 6 знака, второй вход которого соединен с шиной

29 знака и знаковым входом блока 20 ограничения, разрядные входы которого соединены с шинами 28 входного пульсов — на К 155АГ1, инвертор 14 на К 155ЛН1, элементы ИЛИ 15 — 17 на К 155ЛЛ1, коммутаторы - 18 и

19 — на К 155КП2, генератор 7 пфяйоугольных импульсов — на К 155ЛАЗ с кварцевым стабилизатором или с времязадающим конденсатором в цепи обратной связи между инверторами.

Блок 20 ограничения (фиг. 2) содержит, например, группу 30 элементов ИЛИ, группу 31 элементов совпадений, элемент И-НЕ 32, элементы

ИЛИ 33 и 34, элемент ИЛИ-НЕ 35 и инвертор 36.

В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал, п разрядов шины 28 входного сигнала разбиваются на две группы: с 1 до (и-m) и с (и-m+1) ро и, причем mCn, Первая группа разрядов с

4371

5 164

1 до (n-m) соединена с первыми вхо —

; дами группы 30 элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы 31 элементов совпадения, выходы которых соединены с (и-m) младшими разрядами выходов блока 20 ограничения. Вторая группа разрядов шины 28 с (и-m+1) до и соединена непосредственно с соответствующими выходами блока 20. ограничения и с ш входами .элемента И-НЕ 32 и элемен-. та ИЛИ 33 соответственно. Выход элемента И-НЕ 32 соединен с первым вхо дом элемента ИЛИ 34, выход которого соединен с вторыми входами группы 31 элементов совпадений, Выход элемента

ИЛИ 33 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 35, второй вход которого соединен с выходом инвертора

36, а выход - с вторыми входами группы 30 элементов ИЛИ. Второй вход элемента ИЛИ 34 и вход инвертора 36 соединены с шиной 29 знака.

Узел 21 сброса, например, может быть реализован в виде последова-. тельно соединенных между собой резистора R и конденсатора С, причем второй вывод резистора Р. присоединяется к шине питания источника питания, а второй вывод конденсатора С вЂ” к общей шине, объединенные выводы резистора К и конденсатора С соединены с выходом узла 21 сброса.

Устройство работает следующим образом.

После включения напряжения питания узел 21 сброса формирует сигнал, который устанавливает в ноль счетные триггеры 4 и 5 и триггер 25, стробирует через элемент 11 совпадений счетчики 1 и 2 и далее стробирует через инвертор 14 триггер 6 знака.

При этом входной сигнал, пройдя через блок 20 ограничения, записывается в прямом (при положительном знаке сигнала) или в обратном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 1, а код знака этого сигнала записывается в триггер 6 знака. В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 7 прямоугольных импульсов с частотой f проходят либ о 1 через элемент ИЛИ 15 (знак положительный), либо через элемент ИЛИ 16 (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход прямого счета, либо на вход обратного счета счетчика 1. В зависимости от-величины мантиссы входного сигнала на выходах переноса (либо на прямом, либо на обратном) счетчика 1 через промежуток времени

t = — (2 — N)

1 у

У о где n — количество разрядов двоичного счетчика;

N — - мантисса входного числа, после начальной установки (стробирования) появляется отрицательный импульс, который с выхода счетчика 1, пройдя через элементы 8, 17 и 9, пос.тупает на вход счетного триггера 4 и переключает его.

Этот же импульс, пройдя через элементы 12 и 10, поступает на вход счетного триггера 5 и переключает его с задержкой по времени с относительно переключения триггера 4.

Время Д, задержки определяется формирователем 12 импульсов. Прямоуголь ные импульсы с генератора 7 поступают также на вход счетного триггера 3, который производит деление частоты

f< на 2. Прямоугольные импульсы с частотой f /2 со счетного триггера 3 поступают на счетный вход счетчика 2. На выходе переноса счетчика 2

n+) через промежуток времени и = 2 /Х> после начальной установки йоявляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент 10 совпадений, по35 .ступает на вход счетного триггера 5 и возвращает его в исходное состояние. Этот же импульс, пройдя через формирователь 13 и элемент 9 совпадений, с выдержкой времени а, опре4О деленной формирователем 13, поступает на вход счетного триггера 4 и также возвращает его в исходное состояние.

Отрицательный импульс с выхода

45 счетчика 2 через элемент 11 совпадений является стробирующим для счетчиков 1 и 2 и через инвертор 14 для триггера 6 знака, Далее процесс повторяется.

Таким образом устройство входит в режим автоматического стробирования. При этом с выходов широтно-импульсного модулятора (шины 26 и 27) идут прямая и инверсная последователь55 ности импульсов с периодом Т =

2

Причем, учитывая, что с тригл. 11 гера 4 на первый вход кож утатора 18

1644371 поступает инверсньпЪ сигнал, а с триггера 5 на первый вход коммутатора 19прямой сигнал, то между фронтами пря мой и инверсной последовательности импульсов образуются раздвижки длительностью ь, и tt . Очевидно, что л л

1 и и = — (2 - N) должно быть больше

i f иначе произойдет срыв широтно-импульс-10 ной модуляции. Дпя обеспечения этого условия используется блок 20 ограничения, который не допускает превьппе- ния входного сигнала заранее определенного значения М„п„. (5

Выходы коммутаторов 18 и 19 подключены к выходным шинам 26 и 27 через элементы 23 и 24 совпадения, которые блокируют указанные пины в момент пОявления одновременно на Выходах ком-20 мутаторов сигналов высокого уровня, что может быть вызвано нештатной ситуацией в устройстве. Выходы указанных коммутаторов подключены также к входам элемента И-HE 22, на выходе 25 которого формируется сигнал низкого уровня при появлении одновременно двух сигналов высокого уровня на его входах, Сигнал низкого уровня с выхода элемента И-НЕ 22 поступает на вход 30 установки в "1" триггера 25 и устанавливает его в "1", сигнал низкого уровня с инверсного выхода триггера

25 поступает на вторые входы элементов 23 и 24, на выходах которых формируется сигнал низкого уровня, который, в случае работы устройства с силовым транзисторным мостом, предотвратит аварийную ситуацию с. тяжелыми материальными потерями.

Таким образом, введение в цифровой широтно-импульсно модулятор двух элементов совпадений, элемента .

И-НЕ и триггера позволяет расширить функциональные возможности устройства, путем использования модулятора в устройствах, где не допускается одновременное появление сигналов. высокого уровня на обоих выходных шинах.

Ф о р м у л а изобретения г

Цифровой широтно-импульсный модулятор по авт, св, F- 1478316, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности, в него донолнительно введены два элемента совпадений, элемент И-НЕ и триггер, вход установки в "0" которого соединен с .выходом узла сброса, инверсный выходс первыми входами элементов совпаде,ний, а вход установки в "t" - с выходом элемента И-НЕ, входы которого соединены соответственно с выходами коммутаторов и вторыми входами элементов совпадений, выходы которых.соединены с выходными шинами устройства.

1644371

Составитель Е. Борзов

Техред Л.Сердюкова

Корректор О. ципле

Редактор А. 1 !андор

-% Ф °

Заказ 1248 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101